Whamcloud - gitweb
LU-13783 ldiskfs: Add support for mainline 5.8 kernel
[fs/lustre-release.git] / ldiskfs / kernel_patches / patches / linux-5.8 / ext4-prealloc.patch
diff --git a/ldiskfs/kernel_patches/patches/linux-5.8/ext4-prealloc.patch b/ldiskfs/kernel_patches/patches/linux-5.8/ext4-prealloc.patch
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6aa6261
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,385 @@
+---
+ fs/ext4/ext4.h    |    7 +
+ fs/ext4/inode.c   |    3 
+ fs/ext4/mballoc.c |  215 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++-------------
+ fs/ext4/sysfs.c   |    8 +-
+ 4 files changed, 180 insertions(+), 53 deletions(-)
+
+--- a/fs/ext4/ext4.h
++++ b/fs/ext4/ext4.h
+@@ -1241,6 +1241,8 @@ extern void ext4_set_bits(void *bm, int
+ /* Metadata checksum algorithm codes */
+ #define EXT4_CRC32C_CHKSUM            1
++#define EXT4_MAX_PREALLOC_TABLE       64
++
+ /*
+  * Structure of the super block
+  */
+@@ -1497,11 +1499,13 @@ struct ext4_sb_info {
+       /* tunables */
+       unsigned long s_stripe;
+-      unsigned int s_mb_stream_request;
++      unsigned long s_mb_small_req;
++      unsigned long s_mb_large_req;
+       unsigned int s_mb_max_to_scan;
+       unsigned int s_mb_min_to_scan;
+       unsigned int s_mb_stats;
+       unsigned int s_mb_order2_reqs;
++      unsigned long *s_mb_prealloc_table;
+       unsigned int s_mb_group_prealloc;
+       unsigned int s_max_dir_size_kb;
+       /* where last allocation was done - for stream allocation */
+@@ -2645,6 +2649,7 @@ extern int ext4_init_inode_table(struct
+ extern void ext4_end_bitmap_read(struct buffer_head *bh, int uptodate);
+ /* mballoc.c */
++extern const struct proc_ops ext4_seq_prealloc_table_fops;
+ extern const struct seq_operations ext4_mb_seq_groups_ops;
+ extern long ext4_mb_stats;
+ extern long ext4_mb_max_to_scan;
+--- a/fs/ext4/inode.c
++++ b/fs/ext4/inode.c
+@@ -2698,6 +2698,9 @@ static int ext4_writepages(struct addres
+                                               PAGE_SIZE >> inode->i_blkbits);
+       }
++      if (wbc->nr_to_write < sbi->s_mb_small_req)
++              wbc->nr_to_write = sbi->s_mb_small_req;
++
+       if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
+               range_whole = 1;
+--- a/fs/ext4/mballoc.c
++++ b/fs/ext4/mballoc.c
+@@ -2455,6 +2455,99 @@ const struct seq_operations ext4_mb_seq_
+       .show   = ext4_mb_seq_groups_show,
+ };
++static int ext4_mb_check_and_update_prealloc(struct ext4_sb_info *sbi,
++                                               char *str, size_t cnt,
++                                               int update)
++{
++      unsigned long value;
++      unsigned long prev = 0;
++      char *cur;
++      char *next;
++      char *end;
++      int num = 0;
++
++      cur = str;
++      end = str + cnt;
++      while (cur < end) {
++              while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
++              value = simple_strtol(cur, &next, 0);
++              if (value == 0)
++                      break;
++              if (cur == next)
++                      return -EINVAL;
++
++              cur = next;
++
++              if (value > (sbi->s_blocks_per_group - 1 - 1 - sbi->s_itb_per_group))
++                      return -EINVAL;
++
++              /* they should add values in order */
++              if (value <= prev)
++                      return -EINVAL;
++
++              if (update)
++                      sbi->s_mb_prealloc_table[num] = value;
++
++              prev = value;
++              num++;
++      }
++
++      if (num > EXT4_MAX_PREALLOC_TABLE - 1)
++              return -EOVERFLOW;
++
++      if (update)
++              sbi->s_mb_prealloc_table[num] = 0;
++
++      return 0;
++}
++
++static ssize_t ext4_mb_prealloc_table_proc_write(struct file *file,
++                                           const char __user *buf,
++                                           size_t cnt, loff_t *pos)
++{
++      struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(PDE_DATA(file_inode(file)));
++      char str[128];
++      int rc;
++
++      if (cnt >= sizeof(str))
++              return -EINVAL;
++      if (copy_from_user(str, buf, cnt))
++              return -EFAULT;
++
++      rc = ext4_mb_check_and_update_prealloc(sbi, str, cnt, 0);
++      if (rc)
++              return rc;
++
++      rc = ext4_mb_check_and_update_prealloc(sbi, str, cnt, 1);
++      return rc ? rc : cnt;
++}
++
++static int mb_prealloc_table_seq_show(struct seq_file *m, void *v)
++{
++      struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(m->private);
++      int i;
++
++      for (i = 0; i < EXT4_MAX_PREALLOC_TABLE &&
++                      sbi->s_mb_prealloc_table[i] != 0; i++)
++              seq_printf(m, "%ld ", sbi->s_mb_prealloc_table[i]);
++      seq_printf(m, "\n");
++
++      return 0;
++}
++
++static int mb_prealloc_table_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
++{
++      return single_open(file, mb_prealloc_table_seq_show, PDE_DATA(inode));
++}
++
++const struct proc_ops ext4_seq_prealloc_table_fops = {
++      .proc_open      = mb_prealloc_table_seq_open,
++      .proc_read      = seq_read,
++      .proc_lseek     = seq_lseek,
++      .proc_release   = single_release,
++      .proc_write     = ext4_mb_prealloc_table_proc_write,
++};
++
+ static struct kmem_cache *get_groupinfo_cache(int blocksize_bits)
+ {
+       int cache_index = blocksize_bits - EXT4_MIN_BLOCK_LOG_SIZE;
+@@ -2685,7 +2778,7 @@ static int ext4_groupinfo_create_slab(si
+ int ext4_mb_init(struct super_block *sb)
+ {
+       struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
+-      unsigned i, j;
++      unsigned i, j, k, l;
+       unsigned offset, offset_incr;
+       unsigned max;
+       int ret;
+@@ -2734,7 +2827,6 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb)
+       sbi->s_mb_max_to_scan = MB_DEFAULT_MAX_TO_SCAN;
+       sbi->s_mb_min_to_scan = MB_DEFAULT_MIN_TO_SCAN;
+       sbi->s_mb_stats = MB_DEFAULT_STATS;
+-      sbi->s_mb_stream_request = MB_DEFAULT_STREAM_THRESHOLD;
+       sbi->s_mb_order2_reqs = MB_DEFAULT_ORDER2_REQS;
+       /*
+        * The default group preallocation is 512, which for 4k block
+@@ -2758,9 +2850,29 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb)
+        * RAID stripe size so that preallocations don't fragment
+        * the stripes.
+        */
+-      if (sbi->s_stripe > 1) {
+-              sbi->s_mb_group_prealloc = roundup(
+-                      sbi->s_mb_group_prealloc, sbi->s_stripe);
++
++      /* Allocate table once */
++      sbi->s_mb_prealloc_table = kzalloc(
++              EXT4_MAX_PREALLOC_TABLE * sizeof(unsigned long), GFP_NOFS);
++      if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
++              ret = -ENOMEM;
++              goto out;
++      }
++
++      if (sbi->s_stripe == 0) {
++              for (k = 0, l = 4; k <= 9; ++k, l *= 2)
++                      sbi->s_mb_prealloc_table[k] = l;
++
++              sbi->s_mb_small_req = 256;
++              sbi->s_mb_large_req = 1024;
++              sbi->s_mb_group_prealloc = 512;
++      } else {
++              for (k = 0, l = sbi->s_stripe; k <= 2; ++k, l *= 2)
++                      sbi->s_mb_prealloc_table[k] = l;
++
++              sbi->s_mb_small_req = sbi->s_stripe;
++              sbi->s_mb_large_req = sbi->s_stripe * 8;
++              sbi->s_mb_group_prealloc = sbi->s_stripe * 4;
+       }
+       sbi->s_locality_groups = alloc_percpu(struct ext4_locality_group);
+@@ -2788,6 +2900,7 @@ out_free_locality_groups:
+       free_percpu(sbi->s_locality_groups);
+       sbi->s_locality_groups = NULL;
+ out:
++      kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
+       kfree(sbi->s_mb_offsets);
+       sbi->s_mb_offsets = NULL;
+       kfree(sbi->s_mb_maxs);
+@@ -3057,7 +3170,6 @@ ext4_mb_mark_diskspace_used(struct ext4_
+       int err, len;
+       BUG_ON(ac->ac_status != AC_STATUS_FOUND);
+-      BUG_ON(ac->ac_b_ex.fe_len <= 0);
+       sb = ac->ac_sb;
+       sbi = EXT4_SB(sb);
+@@ -3187,13 +3299,14 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
+                               struct ext4_allocation_request *ar)
+ {
+       struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(ac->ac_sb);
+-      int bsbits, max;
++      int bsbits, i, wind;
+       ext4_lblk_t end;
+-      loff_t size, start_off;
++      loff_t size;
+       loff_t orig_size __maybe_unused;
+       ext4_lblk_t start;
+       struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(ac->ac_inode);
+       struct ext4_prealloc_space *pa;
++      unsigned long value, last_non_zero;
+       /* do normalize only data requests, metadata requests
+          do not need preallocation */
+@@ -3222,51 +3335,46 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
+       size = size << bsbits;
+       if (size < i_size_read(ac->ac_inode))
+               size = i_size_read(ac->ac_inode);
+-      orig_size = size;
++      size = (size + ac->ac_sb->s_blocksize - 1) >> bsbits;
++
++      start = wind = 0;
++      value = last_non_zero = 0;
+-      /* max size of free chunks */
+-      max = 2 << bsbits;
++      /* let's choose preallocation window depending on file size */
++      for (i = 0; i < EXT4_MAX_PREALLOC_TABLE; i++) {
++              value = sbi->s_mb_prealloc_table[i];
++              if (value == 0)
++                      break;
++              else
++                      last_non_zero = value;
+-#define NRL_CHECK_SIZE(req, size, max, chunk_size)    \
+-              (req <= (size) || max <= (chunk_size))
++              if (size <= value) {
++                      wind = value;
++                      break;
++              }
++      }
+-      /* first, try to predict filesize */
+-      /* XXX: should this table be tunable? */
+-      start_off = 0;
+-      if (size <= 16 * 1024) {
+-              size = 16 * 1024;
+-      } else if (size <= 32 * 1024) {
+-              size = 32 * 1024;
+-      } else if (size <= 64 * 1024) {
+-              size = 64 * 1024;
+-      } else if (size <= 128 * 1024) {
+-              size = 128 * 1024;
+-      } else if (size <= 256 * 1024) {
+-              size = 256 * 1024;
+-      } else if (size <= 512 * 1024) {
+-              size = 512 * 1024;
+-      } else if (size <= 1024 * 1024) {
+-              size = 1024 * 1024;
+-      } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 4 * 1024 * 1024, max, 2 * 1024)) {
+-              start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
+-                                              (21 - bsbits)) << 21;
+-              size = 2 * 1024 * 1024;
+-      } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 8 * 1024 * 1024, max, 4 * 1024)) {
+-              start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
+-                                                      (22 - bsbits)) << 22;
+-              size = 4 * 1024 * 1024;
+-      } else if (NRL_CHECK_SIZE(ac->ac_o_ex.fe_len,
+-                                      (8<<20)>>bsbits, max, 8 * 1024)) {
+-              start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
+-                                                      (23 - bsbits)) << 23;
+-              size = 8 * 1024 * 1024;
++      if (wind == 0) {
++              if (last_non_zero != 0) {
++                      __u64 tstart, tend;
++                      /* file is quite large, we now preallocate with
++                      * the biggest configured window with regart to
++                      * logical offset */
++                      wind = last_non_zero;
++                      tstart = ac->ac_o_ex.fe_logical;
++                      do_div(tstart, wind);
++                      start = tstart * wind;
++                      tend = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len - 1;
++                      do_div(tend, wind);
++                      tend = tend * wind + wind;
++                      size = tend - start;
++              }
+       } else {
+-              start_off = (loff_t) ac->ac_o_ex.fe_logical << bsbits;
+-              size      = (loff_t) EXT4_C2B(EXT4_SB(ac->ac_sb),
+-                                            ac->ac_o_ex.fe_len) << bsbits;
++              size = wind;
+       }
+-      size = size >> bsbits;
+-      start = start_off >> bsbits;
++
++
++      orig_size = size;
+       /* don't cover already allocated blocks in selected range */
+       if (ar->pleft && start <= ar->lleft) {
+@@ -3348,7 +3456,6 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
+                        (unsigned long) ac->ac_o_ex.fe_logical);
+               BUG();
+       }
+-      BUG_ON(size <= 0 || size > EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(ac->ac_sb));
+       /* now prepare goal request */
+@@ -4341,11 +4448,19 @@ static void ext4_mb_group_or_file(struct
+       /* don't use group allocation for large files */
+       size = max(size, isize);
+-      if (size > sbi->s_mb_stream_request) {
++      if ((ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_small_req) ||
++          (size >= sbi->s_mb_large_req)) {
+               ac->ac_flags |= EXT4_MB_STREAM_ALLOC;
+               return;
+       }
++      /*
++       * request is so large that we don't care about
++       * streaming - it overweights any possible seek
++       */
++      if (ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_large_req)
++              return;
++
+       BUG_ON(ac->ac_lg != NULL);
+       /*
+        * locality group prealloc space are per cpu. The reason for having
+--- a/fs/ext4/sysfs.c
++++ b/fs/ext4/sysfs.c
+@@ -213,7 +213,8 @@ EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_stats, s_mb_stats
+ EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_max_to_scan, s_mb_max_to_scan);
+ EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_min_to_scan, s_mb_min_to_scan);
+ EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_order2_req, s_mb_order2_reqs);
+-EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_stream_req, s_mb_stream_request);
++EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_small_req, s_mb_small_req);
++EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_large_req, s_mb_large_req);
+ EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_group_prealloc, s_mb_group_prealloc);
+ EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(extent_max_zeroout_kb, s_extent_max_zeroout_kb);
+ EXT4_ATTR(trigger_fs_error, 0200, trigger_test_error);
+@@ -255,7 +256,8 @@ static struct attribute *ext4_attrs[] =
+       ATTR_LIST(mb_max_to_scan),
+       ATTR_LIST(mb_min_to_scan),
+       ATTR_LIST(mb_order2_req),
+-      ATTR_LIST(mb_stream_req),
++      ATTR_LIST(mb_small_req),
++      ATTR_LIST(mb_large_req),
+       ATTR_LIST(mb_group_prealloc),
+       ATTR_LIST(max_writeback_mb_bump),
+       ATTR_LIST(extent_max_zeroout_kb),
+@@ -510,6 +512,8 @@ int ext4_register_sysfs(struct super_blo
+                               sb);
+               proc_create_seq_data("mb_groups", S_IRUGO, sbi->s_proc,
+                               &ext4_mb_seq_groups_ops, sb);
++              proc_create_data("prealloc_table", S_IRUGO, sbi->s_proc,
++                              &ext4_seq_prealloc_table_fops, sb);
+       }
+       return 0;
+ }